JPH0438049B2 - - Google Patents

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JPH0438049B2
JPH0438049B2 JP1497582A JP1497582A JPH0438049B2 JP H0438049 B2 JPH0438049 B2 JP H0438049B2 JP 1497582 A JP1497582 A JP 1497582A JP 1497582 A JP1497582 A JP 1497582A JP H0438049 B2 JPH0438049 B2 JP H0438049B2
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JP
Japan
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measured
light beam
parallel light
distance
optical system
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JP1497582A
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English (en)
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JPS58133641A (ja
Inventor
Kazuo Shigematsu
Hirobumi Nakamura
Toshimasa Kamisada
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Publication date
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Publication of JPS58133641A publication Critical patent/JPS58133641A/ja
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    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B7/00Recording or reproducing by optical means, e.g. recording using a thermal beam of optical radiation by modifying optical properties or the physical structure, reproducing using an optical beam at lower power by sensing optical properties; Record carriers therefor
    • G11B7/08Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers
    • G11B7/09Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following
    • G11B7/095Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for discs, e.g. for compensation of eccentricity or wobble
    • G11B7/0956Disposition or mounting of heads or light sources relatively to record carriers with provision for moving the light beam or focus plane for the purpose of maintaining alignment of the light beam relative to the record carrier during transducing operation, e.g. to compensate for surface irregularities of the latter or for track following specially adapted for discs, e.g. for compensation of eccentricity or wobble to compensate for tilt, skew, warp or inclination of the disc, i.e. maintain the optical axis at right angles to the disc

Landscapes

  • Length Measuring Devices By Optical Means (AREA)
  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Moving Of The Head For Recording And Reproducing By Optical Means (AREA)
  • Optical Recording Or Reproduction (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、回転円板の面振れを光学的に測定す
る装置に係り、特に、測定点における上下振れの
大きさ、及び加速度を簡単で正確に測定する装置
に関する。
[従来の技術] 従来、回転円板の面振れの測定には、静電容量
型の微小変位計が一般に用いられているが、被測
定面が導電材料から成つている必要があり、ガラ
ス円板にTeなどの非導電材料が蒸着された回転
円板などの面振れは測定することができなかつ
た。
[発明が解決しようとする課題] 本発明の目的は、上記した問題を解決し、簡単
な構成で、測定範囲や測定感度が被測定面の面振
れの大きさにあわせて容易に調整でき、しかも信
頼度の高い面振れ測定装置を提供することにあ
る。
本発明の他の目的は、非測定面が導電材料では
ない回転円盤の面振れを正確に測定することがで
きる面振れ測定装置を提供することにある。
[課題を解決するための手段] 本発明の回転円板の面振れ測定装置は、光を面
振れ測定用のプローブに用いて実現される。すな
わち、ほぼ平行な光束を出射する光源と、該平行
光束を回転円板の被測定面にほぼ垂直に入射する
ように導く第1の光学系と、該被測定面から反射
された上記平行光束を光点位置検出器に導く第2
の光学系と、上記平行光束が被測定面に入射した
位置と被測定面の回転中心との距離を検出する装
置を備え、上記光点位置検出器の出力を、上記距
離を検出する装置の出力で割算することを特徴と
する。さらに他の構成としては、ほぼ平行な光束
を出射する光源と、該平行光束を回転円板の被測
定面にほぼ垂直に入射するように導く第1の光学
系と、該被測定面から反射された上記平行光束を
光点位置検出器に導く第2の光学系とを備え、上
記被測定面から反射された上記平行光束が上記光
点位置検出器に達するまでの距離が、上記平行光
束が被測定面に入射した位置と被測定面の回転中
心との距離に比例するように上記第2の光学系を
構成したことを特徴とする。
[作用] 本発明の構成によれば、光源から出射した平行
光をそのまま回転円盤上に導き、回転円盤からの
反射光を光点位置検出器で受光して差動増幅器に
よつて信号処理するので、被測定面の材料に対す
る制約を取り除くことができる。
本発明の他の構成によれば、被測定面から反射
された平行光束が光検出器に達するまでの距離と
回転中心測定点との距離が一定である。従つて、
照射位置の要素(半径要素)に依存しない。回転
円板の面振れを測定するために必要な絶対値が簡
単に算出できるので、面振れによる上下振れの大
きさや加速度を正確に検出することができる。ま
た、本発明では平行光をそのまま使用するので焦
点あわせをしなくてよく、回転円盤が大きく傾い
た場合でも正確に面振れによる上下振れの大きさ
や加速度を検出することができる。
[実施例] 以下、本発明の原理を第1図を用いて説明す
る。第1図において、1は円板で3を中心に矢印
の方向に回転している。光ビーム100は、円板1
の面にほぼ垂直に入射し、点10で反射する。通
常、反射した光束200は点10における面の方向に
よつて入射光束100とは異なつた方向を向いてい
る。今、点10を原点として第1図のようにx,
Y,z軸をとる。すなわち、xは点10における回
転方向、yは半径の方向、zは円板1の回転軸の
方向である。点10における接面とX軸となす角を
ψとすると、点10における円板1のz軸方向の振
れ(上下振れと呼ぶ)の大きさzとの間に、 dz/dx=tanψ なる関係がある。半径rの円板は、一定角速度ω
で回転しているとすれば dz/dx=1/rωdz/dt 一方、反射光束200のx軸方向の振れ角をθとす
れば、θ=2ψであるから dz/dt=rω・tanθ/2 である。ここで、充分小さな振れ角に対しては dz/dt=rωθ/2 従つて、上下振れの大きさzは z=rω/2θdt ……(1) で与えられる。又、上下振れの加速度αは α=d2z/dt2=rω/2dθ/dt ……(2) で与えられる。
このように、反射光束200の角度θを測定すれ
ば、それから、上下振れの大きさ及び加速度を知
ることができる。この種の、光を用いた面振れ測
定技術は、例えば、特公昭61−49604号に提案さ
れている。
しかし、式(1)および(2)から明らかなように、こ
のようにして求めた上下振れの大きさおよび加速
度は、rすなわち測定点の半径に比例しており、
単純に角度の変化だけを測定すると、上下振れの
大きさ及び加速度の絶対値を算出するための比例
係数が、測定点の半径によつて変化し、絶対値の
算出の手続きが複雑になる。
本発明では、このような測定値が半径に比例す
るという欠点をのぞくため、(1)測定点の半径を検
出し、測定値を補正する方法、(2)測定用の光学系
を工夫し、測定値が半径に依存しないようにする
方法、を用いることを特徴とする。
以下、実施例により本発明を詳細に説明する。
本発明の第1の実施例を第2図および第3図を用
いて説明する。第2図において、1は円板で、3
を中心に回転している。面振れ測定用の光ビーム
8は、ほぼ平行光束でレーザ光源5から供給され
る。レーザ光源5は、通常の白色光源でおきかえ
ることができるが、その場合には、適当なコリメ
ータ系でほぼ平行な光束を作る必要がある。光束
8は、ハーフミラー6によつてデイスク1の被測
定面2に垂直に入射するように向きをかえられ
る。被測定面2からの反射光束9はハーフミラー
6を通つて、光点位置検出器7に達する。光点位
置検出器7の出力端子20Aおよび20Bには入
射光束の位置に応じて電流が流れる。上記一連の
光学系は、一つの移動台50に搭載され、円板1
の内外周が測定できるようになつている。移動台
50には、移動台の移動量、すなわち、面振れ測
定用の光束9が円板2に入射する位置(半径)を
検出するためのセンサー21Cが取付けられてお
り、センサー21Cの他端は抵抗器12に電気的
に接触している。移動量の検値は、例えば、抵抗
器12によつて行なわれる。抵抗器12の両端2
1Aと21Bの間には一定の電圧が印加され、セ
ンサー21Cにより、移動量に応じた電圧が読み
出される。この場合、一方の側、例えば21Aを
接地し、さらに21Aと21Cの距離が、円板1
の回転中心3から測定点の距離に一致するように
配置するのが好適である。このようにすれば、セ
ンサー21Cで検知される電圧は、直接測定点の
半径に比例したものになる。
第3図に、上記装置に用いる信号処理回路の一
例を示す。差動増巾器31によつて第2図の光点
位置検出器7の出力20Aと20Bの差信号が得
られる。この信号は、光ビームの位置に対応して
いる。コンデンサー33および抵抗34で、AC
成分のみを取出し、割算器35に供給する。一
方、加算回路32で、出力20Aと20Bの和信
号をつくり、割算器35に供給し、上記差信号の
AC成分を上記和信号で割算する。上記和信号は、
光点位置検出器7に入射する光ビームの光量に比
例している。従つて、割算器35の出力は純粋に
光点の位置に比例したものになる。次に、割算器
35の出力は、割算器36に供給され、センサー
21Cの出力で割算される。センサー21Cの出
力は、上下振れ測定点の半径に比例しているの
で、割算器36の出力を使用すれば、測定値の半
径依存性を除去することができる。すなわち、割
算器36の出力は、上下振れの速度に比例してお
り、又、積分器37および微分器38の出力は、
それぞれ、上下振れの大きさおよび加速度に比例
し、しかも、移動台を動かして測定半径を変えて
も、測定感度は不変に保たれる。
本発明の第2の実施例を第4図を用いて説明す
る。実施例1と同様に、レーザ光源5から出射し
た光束8は、ハーフミラー6によつて、デイスク
1の測定面2にほぼ垂直に入射し、その反射光9
は、光学系によつて光点位置検出器7に入射する
ようになつている。実施例1との相異点は、反射
光束9の光路に、ミラー11,12,13、およ
び14からなる光学系が挿入されていることであ
る。第4図に示したように、上記光学系のうち、
ミラー11および14は、移動台50の上に固定
されており、ミラー12および13は移動台の外
部に固定されている。デイスク面2からミラー1
1までの距離をl1、ミラー12からミラー13ま
での距離をl2、ミラー14から光点位置検出器7
までの距離をl3とし、ミラー11からミラー12
までの距離とミラー13からミラー14までの距
離をそれぞれL1,L2とする。距離L1およびL2は、
移動台50の位置によつて変化する。今、L1
L2=0になるような移動台50の位置における
被測定点10の半径をr0とし、又実際の測定点の
半径をrとすると、第4図のミラー11,12,
13、および14の位置関係から明らかに距離
L1およびL2は(r−r0)に比例する。その比例定
数をa,bすなわち L1=a(r−r0),L2=b(r−r0)とした時、ミ
ラー11,12,13および14の位置を距離l1
+l2+l3=(a+b)r0となるようにすれば、デイ
スク面2から光点位置検出器7までの光路長lは l=l1+L1+l2+L2+l3 =(a+b)r0+a(r−r0)+b(r−r0) =(a+b)r ……(3) となつて半径rに比例する。
前記(1)および(2)式の光ビームのふれ角θは、光
点位置検出器7上での光ビームの移動量をxとす
れば、θ≒x/lで与えられ、従つて、上下振れの 大きさzおよび加速度αは、(3)式を考慮すると z=ω/2(a+b)xdt 又 α=ω/2(a+b)dx/dt となり、測定値の測定点半径依存性を取り除くこ
とができる。本実施例の光学系に用いる信号処理
回路は、第3図に示した信号処理回路から、割算
回路36を取り除けばよい。
さらに、光路長lを長くして高感度化するため
には、第4図のミラー11,12,13および1
4からなる光学系と同様な光学系を被測定面2か
ら光点位置検出器7までの光路中に複数個挿入す
ればよい。
[発明の効果] 本発明によれば、精度の良く上下振れの大きさ
及び加速度を得ることができ、これらにあわせて
装置を容易に調整でき、簡単な構成で、信頼度の
高い面振れ測定装置が実現できる。さらに、非測
定面が導電材料ではない回転円板の面振れをも正
確に測定することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の原理を説明するための図、第
2図及び第3図は本発明の一実施例の構成を示す
図、第4図は本発明の他の実施例の構成を示す図
である。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 ほぼ平行な光束を出射する光源と、該平行光
    束を回転円板の被測定面にほぼ垂直に入射するよ
    うに導く第1の光学系と、該被測定面から反射さ
    れた上記平行光束を光点位置検出器に導く第2の
    光学系と、上記平行光束が被測定面に入射した位
    置と被測定面の回転中心との距離を検出する装置
    を備え、上記光点位置検出器の出力を、上記距離
    を検出する装置の出力で割算することを特徴とす
    る回転円板の面振れ測定装置。 2 ほぼ平行な光束を出射する光源と、該平行光
    束を回転円板の被測定面にほぼ垂直に入射するよ
    うに導く第1の光学系と、該被測定面から反射さ
    れた上記平行光束を光点位置検出器に導く第2の
    光学系とを備え、上記被測定面から反射された上
    記平行光束が上記光点位置検出器に達するまでの
    距離が、上記平行光束が被測定面に入射した位置
    と被測定面の回転中心との距離に比例するように
    上記第2の光学系を構成したことを特徴とする回
    転円板の面振れ測定装置。
JP1497582A 1982-02-03 1982-02-03 回転円板の面振れ測定装置 Granted JPS58133641A (ja)

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JPS58133641A JPS58133641A (ja) 1983-08-09
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63153456A (ja) * 1986-12-18 1988-06-25 Yokogawa Electric Corp 光デイスクテストシステム
JPH03170028A (ja) * 1989-11-28 1991-07-23 Nisshin Flour Milling Co Ltd レベル計
CN105606028B (zh) * 2016-03-22 2018-01-23 嘉兴市兴嘉汽车零部件制造有限公司 吸盘跳动检测装置及检测方法

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JPS58133641A (ja) 1983-08-09

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